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如何選購粉筆?


什麼是粉筆

粉筆是日常生活中廣為使用的文具,一般用於書寫在黑板上。粉筆一般呈長型圓柱體,顏色包括白色和多種彩色。
根據歷史文獻記載,粉筆最早的記錄是在中世紀,人們發現用石灰加水,可以做成塊狀的物體,用類似木炭筆的方法,紀錄在深色或者是堅硬的表面。當時粉筆的生產成本遠比紙張為低,而且沒有碳筆刻在木板岩石上,字跡模糊的問題。
使用粉筆時,由於磨擦筆尖引致筆上的顆粒受力脫落,它們多數會吸附在用以書寫的表面。使用粉刷(板擦)可以把大部分顆粒從表面消除,同時粉刷會吸收散落的顆粒。在兩個情況下都有少量顆粒在脫落後飛出書寫表面。因此使用粉筆後通常引致大量粉末散落地面。使用清水可以有效地消除絕大部分的粉筆顆粒,就像露天的粉筆字跡很容易被雨水清除。
粉筆可以在乾燥粗糙的環境下書寫,因為它沒有依靠化學作用。除了黑板,地面和牆壁也屬於流行的書寫表面,不少藝術家亦以粉筆創造出驚人的街頭藝術。
古代的粉筆通常用天然的白堊製成,但現今多用其他的物質取代。白堊(chalk),又稱白土粉、白土子、白埴土、白善、白墡、白墠。白堊是一種微細的碳酸鈣的沉積物,是方解石的變種。白堊一般主要是指分佈在西歐的白堊紀的地層,而白堊紀一名即由此而來。作為礦物的白堊常用來製造粉筆類產品。
一般常見傳統粉筆的成分是硫酸鈣(CaSO4)的一種白色沉澱物,不容易被分解,顆粒比粉塵大,吸進氣管會造成鼻、咽、喉等處不適,可能引致肺癌,質地輕,粉塵也多,清潔不易。硫酸鈣是白色單斜結晶或結晶性粉末。無氣味。有吸濕性。128℃ 失去 1 分子結晶水,163℃ 全部失水。溶於酸、硫代硫酸鈉和銨鹽溶液,溶於 400 份水,在熱水中溶解較少,極慢溶於甘油,不溶於乙醇和多數有機溶劑。相對密度 2.32。有刺激性。通常含有 2 個結晶水,自然界中以石膏礦形式存在。
有鑒於硫酸鈣粉筆之缺點,現今環保粉筆多採用碳酸鈣(CaCO3)取代傳統的硫酸鈣為原料,碳酸鈣是無毒物質,粉塵較少,可被人體正常代謝(常見之鈣片或沖泡食品內容物有添加碳酸鈣)。碳酸鈣,俗稱灰石、石灰石、石粉、大理石、方解石,是一種化合物,化學式為 CaCO3,呈鹼性,在純水中溶解度甚小(Ksp = 4.8×10-9),可溶於酸中。碳酸鈣在地球上存量豐富,並以許多形式存在於岩石、礦物與生物體,如:霰石、方解石、白堊、石灰岩、大理石、石灰華。亦為動物骨骼或外殼(如:爬蟲類與雙殼綱)的主要成份。碳酸鈣亦為水垢的主要成分,通常藉由水中的鈣離子與碳酸根離子結合所生成的,時常發生在水質硬度較高的地區。碳酸鈣亦為農用石灰中的有效成分之一,可用於中和土壤酸性,但過度使用也有造成土壤鹽鹼化的風險。在醫學應用方面,碳酸鈣亦是常用的鈣質來源,也常做為抑酸劑中的有效成分之一。
彩色粉筆為以上原料加上色料混合而成,部分廠商粉筆會添加滑石粉或太白粉。

普通粉筆

普通粉筆的主要成分均為碳酸鈣(石灰石)和硫酸鈣(石膏),或含少量的氧化鈣。由於硫酸鈣難溶於水,對皮膚有刺激作用,如果夏天遇汗水,會產生鹼性物質,對皮膚的刺激就更大,使用粉筆產生的粉塵會使皮膚變得乾燥、粗糙,並伴有搔癢感,使人體不適。在教學過程中,粉筆粉塵非常容易被吸入肺,多數被吸入肺泡內,經過長時間的刺激,可能會造成肺部病變。

無塵粉筆

無塵粉筆是普通粉筆的改進產品,旨在消滅教室內粉筆塵污染。但無塵粉筆並不是真的無塵,只是在普通粉筆中加入油脂類或聚醇類物質作黏結劑,再加入比重較大的填料,如粘土、泥灰岩、水泥等這樣可使粉筆塵的比重和體積都增大,較不易飛散,但在實際應用中,它對粉筆塵污染的降低效果並沒有預期的明顯。
無塵粉筆加人少量的光滑劑和黏結劑,讓粉筆不沾手和衣服,教師上完一節課手指上無白色痕迹,不需要洗手。同時也加入少量的防潮劑,長時間存放不易變質。普通粉筆長時間存放極容易吸潮,硬度下降,寫字易斷。
目前學校使用的黑板有水泥板、木板和毛玻璃板等,因黑板表面光滑程度不同,要求粉筆的軟硬程度也不一樣。新一代無塵粉筆可任意改變其軟硬度,在各種黑板上使用不會出現打滑或易斷現象,而且書寫流利、省力、手感很好。
無塵粉筆除生產白色外,還可以生產大紅、黃、綠、蘭、粉紅等多種色彩,並且長時間存放,色度不會下降,永遠保護鮮艷奪目,色彩分明。

無塵粉筆的優點

  • 在主料中加入微量化工原料,加大了比重,粉筆寫在黑板上,無塵飛現象,衛生乾淨,避免了因粉筆沫通過呼吸進人內臟而得職業病。
  • 加人少量的光滑劑和粘結劑,粉筆不沾手和衣服,教師上完一節課手指上無白色痕迹,不需要洗手。
  • 加入少量的防潮劑,長時間存放不會變質。普通粉筆長時間存放極容易吸潮,硬度下降,寫字易斷。
  • 目前學校使用的黑板有水泥板、木板和毛玻璃板等,因黑板表面光滑程度不同,要求粉筆的軟硬程度也不一樣。新一代無塵粉筆可任意改變其軟硬度,在各種黑板上使用不會出現打滑或易斷現象,而且書寫流利、省力、手感很好。
  • 無塵粉筆除生產白色外,還可以生產大紅、黃、綠、蘭、粉紅等多種色彩,並且長時間存放,色度不會下降。

水溶性粉筆

水溶性粉筆主要成份是鈦白粉和植物油脂等組成。成份能溶解於水,百分之百無塵,長期保持潤濕狀態,能保證在寫、擦過程中不會產生粉塵。水性粉筆可大範圍容納不同品質的黑板,不管是金屬的,木頭的,玻璃的,水泥的均能使用。因為使用對皮膚完全無刺激的配方,不會出現老師的手指因使用粉筆脫皮的事情。雖然水性粉筆造價高,但一支可以抵得上傳統粉筆的很多支使用,所以整體使用成本基本上和傳統粉筆一致。

水溶性粉筆的優點

  • 不改變原有的黑板。環保水溶性粉筆能用在玻璃、塑膠板、塑膠膜、白板、綠板、鋼板、水泥板等所有板面上。
  • 書寫手感比傳統的粉筆更加細膩、容易、不費力氣,捏在手上的感覺像蠟筆一樣。
  • 顏色更加鮮明,耐用、不折斷。
  • 不傷手。
  • 書寫與擦拭時都不產生粉塵。
  • 使用濕潤板擦擦拭後即可書寫,乾濕板面都能書寫。
  • 對皮膚無刺激,是無毒無味無刺激。

粉筆對健康影響

教師常需在黑板上書寫、繪圖進行講解。在 45~50 分鐘的一節課裡,就要擦寫數次,下課時,往往在手上、袖子上,甚至頭髮、肩膀上都留下一層白色粉筆灰。天天如此,年復一年,工作 20~30 年後,消磨了數以萬計的粉筆。不可避免地從鼻孔吸入一些粉筆灰。吸入粉筆灰是否致病,是廣大教師至為關切的問題。粉筆是由石膏製成的,石膏的成分是硫酸鈣。石膏性能穩定,無毒。
用粉筆書寫板書,是將石膏粉末塗在黑板上。擦拭黑板時,石膏粉塵(粉筆灰)在空氣中短暫飄揚後墜落在黑板附近的物面和地上。其顆粒較大,多在 100 微米以上,較重,落下較快,在空中飄浮時間短。生活環境空氣中的粉塵微粒,直徑在 10~20 微米以上者,經鼻孔吸及時多數被鼻毛、鼻、咽、喉部阻擋,附著在粘膜小氣道及肺泡。若為對機體有害的物質(如二氧化硅、石棉),在肺泡及小氣道中積存較多,將對人體造成損害。由上述可知,粉筆灰塵的顆粒較大,大多不會吸入到下呼吸道,又加上石膏本身對人體無毒,醫學界至今也尚無因吸入粉筆灰引起肺部疾病的病例報導。在相關政府規定中,也沒將粉筆灰作為肺病變的病因。
儘管粉筆灰對人體並無大害,然而數以百萬計的教師,每天都要用粉筆書寫板書,每天都生活在擦拭黑板後的粉筆灰塵中,仍可引起鼻、咽、喉部不適,要特別注意。

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